用于功率變換器的封裝結(jié)構(gòu)及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及芯片封裝領(lǐng)域，具體地，涉及用于功率變換器的封裝結(jié)構(gòu)及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]功率器件是電力電子技術(shù)的基礎(chǔ)。在諸如功率變換器之類的應(yīng)用中，功率器件在控制電路的控制下周期性地導(dǎo)通或斷開(kāi)。將功率器件和控制電路封裝成在一個(gè)封裝結(jié)構(gòu)中，可以減小電源電路的尺寸和減少外圍電子元件的使用，從而有利于電源電路的小型化和成本降低。
[0003]在用于功率變換器的封裝結(jié)構(gòu)中，為了防止功率器件在工作過(guò)程中的高壓脈沖給控制電路帶來(lái)的不正常工作和漏電等問(wèn)題，需要對(duì)功率器件和控制電路進(jìn)行高壓隔離。
[0004]圖1示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的用于功率變換器的一種封裝結(jié)構(gòu)的頂視圖。為了清楚起見(jiàn)，采用虛線示出封裝料30的周邊，實(shí)際上封裝料30覆蓋功率器件管芯和控制電路管芯。在圖1所示的封裝結(jié)構(gòu)中，將功率器件管芯10和控制電路管芯20分別設(shè)置在相互隔開(kāi)的管芯墊11和管芯墊21上?？刂齐娐饭苄?0和功率器件管芯10之間、以及控制電路管芯20和第一引腳40之間分別通過(guò)鍵合線連接。在封裝結(jié)構(gòu)中，除了鍵合線的連接，控制電路管芯20和功率器件管芯10彼此隔開(kāi)，從而實(shí)現(xiàn)了良好的高壓隔離。然而，功率器件管芯10的管芯墊11與控制電路管芯20的管芯墊21并排，從而管芯墊11的面積受到限制。管芯墊11與外部的散熱路徑包括僅僅2個(gè)引腳PINl和PIN2，因而散熱效果不好。
[0005]圖2示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的用于功率變換器的另一種封裝結(jié)構(gòu)的頂視圖。在該封裝結(jié)構(gòu)中，設(shè)置了一個(gè)大面積的管芯墊11，功率器件管芯10設(shè)置在管芯墊11上，控制電路管芯20通過(guò)絕緣膠堆疊安裝在功率器件管芯10上。管芯墊11與外部的散熱路徑包括4個(gè)引腳PINl至PIN4，從而改善了散熱效果。該封裝結(jié)構(gòu)需要增加厚度和鍵合線的長(zhǎng)度，提高了工藝難度和生產(chǎn)成本，導(dǎo)致電路性能劣化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]有鑒于此，本發(fā)明提出了一種用于功率變換器的封裝結(jié)構(gòu)及其制造方法，可以兼顧散熱效果和高壓隔離的要求。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種用于功率變換器的封裝結(jié)構(gòu)，包括:管芯墊；位于管芯墊上的絕緣粘接層和導(dǎo)電粘接層；位于絕緣粘接層上的控制電路管芯；以及位于導(dǎo)電粘接層上的功率器件管芯，其中，所述絕緣粘接層與所述導(dǎo)電粘接層彼此隔開(kāi)，其中，所述絕緣粘接層與所述導(dǎo)電粘接層彼此隔開(kāi)，所述絕緣粘接層包括采用背面涂層工藝形成在控制電路管芯的背面上的第一絕緣粘接層，以及采用點(diǎn)膠工藝形成在管芯墊表面上的第二絕緣粘接層，第一絕緣粘接層與第二絕緣粘接層接觸。
[0008]優(yōu)選地，所述絕緣粘接層的厚度大于25微米。
[0009]優(yōu)選地，所述第一絕緣粘接層和所述第二絕緣粘接層分別由環(huán)氧樹(shù)脂組成。
[0010]優(yōu)選地，所述的封裝結(jié)構(gòu)還包括:多個(gè)第一引腳，通過(guò)鍵合線與所述控制電路管芯連接，用于提供外部電連接路徑；以及多個(gè)第二引腳，與所述管芯墊整體形成，用于提供導(dǎo)熱路徑和電連接路徑，其中，所述管芯墊占據(jù)封裝結(jié)構(gòu)的主要面積。
[0011]優(yōu)選地，所述的封裝結(jié)構(gòu)還包括:位于所述絕緣粘接層與所述導(dǎo)電粘接層之間的側(cè)墻。
[0012]優(yōu)選地，所述側(cè)墻與所述管芯墊整體形成。
[0013]優(yōu)選地，所述側(cè)墻圍繞所述控制電路管芯和所述功率器件管芯至少之一。
[0014]優(yōu)選地，所述絕緣粘接層的至少一部分填充在所述側(cè)墻和所述控制電路管芯之間。
[0015]優(yōu)選地，所述的封裝結(jié)構(gòu)還包括:位于所述絕緣粘接層與所述導(dǎo)電粘接層之間的凹槽。
[0016]優(yōu)選地，所述凹槽形成在管芯墊中，用于在形成導(dǎo)電粘接層的工藝中阻止液態(tài)的導(dǎo)電粘接劑流動(dòng)至控制電路管芯下方。
[0017]優(yōu)選地，所述凹槽圍繞所述控制電路管芯和所述功率器件管芯至少之一。
[0018]優(yōu)選地，所述的封裝結(jié)構(gòu)還包括:位于所述導(dǎo)電粘接層和所述管芯墊之間的鍍層。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種用于功率變換器的封裝結(jié)構(gòu)的制造方法，包括:
[0020]在管芯墊的第一區(qū)域形成導(dǎo)電粘接層；
[0021]在導(dǎo)電粘接層上設(shè)置功率器件管芯；
[0022]采用背面涂層工藝在控制電路管芯的背面上形成第一絕緣粘接層；
[0023]采用點(diǎn)膠工藝在管芯墊的第二區(qū)域形成第二絕緣粘接層；以及
[0024]在第二絕緣粘接層上設(shè)置控制電路管芯，使得第一絕緣粘接層與第二絕緣粘接層接觸，
[0025]其中，所述第一絕緣粘接層、所述第二絕緣粘接層與所述導(dǎo)電粘接層彼此隔開(kāi)。
[0026]優(yōu)選地，所述的方法，在形成導(dǎo)電粘接層之前，還包括:
[0027]通過(guò)沖壓工藝形成管芯墊、多個(gè)第一引腳和多個(gè)第二引腳，
[0028]優(yōu)選地，所述多個(gè)第二引腳與管芯墊整體形成，用于提供導(dǎo)熱路徑和電連接路徑，所述管芯墊占據(jù)封裝結(jié)構(gòu)的主要面積。
[0029]優(yōu)選地，所述的方法，在設(shè)置控制電路管芯之后，還包括:
[0030]通過(guò)鍵合線將多個(gè)第一引腳與所述控制電路管芯連接，用于提供外部電連接路徑。
[0031]優(yōu)選地，與管芯墊整體形成位于所述第一絕緣粘接層、所述第二絕緣粘接層與所述導(dǎo)電粘接層之間的側(cè)墻。
[0032]優(yōu)選地，與管芯墊整體形成位于所述第一絕緣粘接層、所述第二絕緣粘接層與所述導(dǎo)電粘接層之間的凹槽。
[0033]優(yōu)選地，在形成導(dǎo)電粘接層的步驟之前，還包括在管芯墊的第一區(qū)域形成鍍層。
[0034]在根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于功率變換器的封裝結(jié)構(gòu)中，管芯墊可以占據(jù)整個(gè)封裝結(jié)構(gòu)的主要面積，并且可以連接封裝結(jié)構(gòu)的一個(gè)側(cè)邊的所有的第二引腳，從而為封裝結(jié)構(gòu)內(nèi)的功率器件管芯提供了良好的散熱路徑，使得功率器件管芯在工作過(guò)程中產(chǎn)生的熱量可以很好得釋放。采用合適厚度的絕緣粘接層，可以使得控制電路管芯與管芯墊之間保持足夠的距離，從而確?？刂齐娐饭苄竞凸苄緣|之間的高壓隔離。
[0035]在優(yōu)選的實(shí)施例中，在導(dǎo)電粘接層和絕緣粘接層之間形成側(cè)墻或凹槽。即使減小導(dǎo)電粘接層和絕緣粘接層之間的距離，側(cè)墻或凹槽也可以阻擋導(dǎo)電粘接劑的流動(dòng)，使得導(dǎo)電粘接層和絕緣粘接層彼此隔開(kāi)。由于側(cè)墻或凹槽的存在，封裝結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)緊湊的尺寸，并且可以減小鍵合線的長(zhǎng)度，獲得改善的電性能。
【附圖說(shuō)明】
[0036]通過(guò)以下參照附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的描述，本發(fā)明的上述以及其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將更為清楚，在附圖中:
[0037]圖1示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的用于功率變換器的一種封裝結(jié)構(gòu)的頂視圖；
[0038]圖2示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的用于功率變換器的另一種封裝結(jié)構(gòu)的頂視圖；
[0039]圖3a至3c分別示出本發(fā)明第一實(shí)施例的功率變換器的封裝結(jié)構(gòu)的截面圖、頂視圖和立體透視圖；
[0040]圖4a至4c分別示出本發(fā)明第二實(shí)施例的功率變換器的封裝結(jié)構(gòu)的截面圖、頂視圖和立體透視圖；
[0041]圖5a至5c分別示出本發(fā)明第三實(shí)施例的功率變換器的封裝結(jié)構(gòu)的截面圖、頂視圖和立體透視圖；
[0042]圖6a至6c分別示出本發(fā)明第四實(shí)施例的功率變換器的封裝結(jié)構(gòu)的截面圖、頂視圖和立體透視圖；
[0043]圖7a和7b分別示出本發(fā)明第五實(shí)施例的功率變換器的封裝結(jié)構(gòu)的截面圖和頂視圖；
[0044]圖8a和Sb分別示出本發(fā)明第六實(shí)施例的功率變換器的封裝結(jié)構(gòu)的截面圖和頂視圖；
[0045]圖9示出本發(fā)明第一實(shí)施例的功率變換器的封裝結(jié)構(gòu)的制造流程圖；
[0046]圖10示出本發(fā)明第二實(shí)施例的功率變換器的封裝結(jié)構(gòu)的制造流程圖；
[0047]圖11示出本發(fā)明第三實(shí)施例的功率變換器的封裝結(jié)構(gòu)的制造流程圖；
[0048]圖12示出本發(fā)明第四實(shí)施例的功率變換器的封裝結(jié)構(gòu)的制造流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0049]以下基于實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行描述，但是本發(fā)明并不僅僅限于這些實(shí)施例。在下文對(duì)本發(fā)明的細(xì)節(jié)描述中，詳盡描述了一些特定的細(xì)節(jié)部分。對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)沒(méi)有這些細(xì)節(jié)部分的描述也可以完全理解本發(fā)明。為了避免混淆本發(fā)明的實(shí)質(zhì)，公知的方法、過(guò)程、流程、元件和電路并沒(méi)有詳細(xì)敘述。<